大跨度超長預應力混凝土拉梁施工技術

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1 工程概況

幾內亞體育場采用鋼桁架拱形結構支撐體育場西南看臺屋面，拱的支座所受的斥力特別大，因此在拱的2 個支座之間設置矩形箱型拉梁（圖1）。

圖1 拱結構示意

由于箱梁約束了拱支座A、B向外的位移，箱梁受拉，因此在箱梁內配置了高強度低松弛預應力鋼絞線，充分發揮了鋼絞線抗拉強度高的特點。采用了后張拉有粘結預應力技術，提高箱梁的抗裂性能。

2 工程特點和難點

就本工程而言，主要技術要點集中于以下幾點[1-3]：

2.1 預應力筋矢高的控制

本工程采用預應力的主要目的在于平衡拱支座的向外斥力和約束拱支座位移，改善結構的受力性能。施工中應采取必要措施以保證預應力筋的安放及矢高定位。

2.2 預應力張拉端處理

預應力束張拉端節點的構造處理相當重要，直接關系到張拉方案的可行性和結構整體性與安全性。張拉端的處理應考慮方便預應力筋張拉的實施。

2.3 預應力筋的安裝

由于結構的管道細長，因此預應力筋穿入管道以后所受的阻力特別大，按照普通的方法很難穿入，需要采取技術手段保證預應力筋安裝到位。

2.4 孔道灌漿

由于預應力管道的長度有327 m，無法一次完成孔道灌漿，必須采用分段灌漿的方法。根據分段灌漿的方法需合理地安裝排氣管。

3 施工方案制訂及實施

3.1 后張有粘結預應力施工工藝及預埋管固定

預應力箱型拉梁中采用后張有粘結預應力，根據本工程的結構設計特點，確定該部分預應力的施工工藝為：安裝梁底模→綁扎箱型拉梁普通鋼筋→穿設波紋鋼管→安裝端部配件→隱蔽工程驗收→澆筑混凝土→養護、拆模→穿筋→張拉→沖洗孔道→孔道灌漿→封端。

在預埋管固定方面采用小型鋼結構支架的方法，根據波紋管在箱梁內的位置，采用測量儀器將點位放在鋼結構支架上，焊接小橫梁，將管道布置在支架上，確保預應力筋矢高的準確。

3.2 預應力筋的安裝

根據摩擦力計算和以往工程現場經驗，對預應力筋在管道內穿過做了試驗和分析，發現穿到第6根鋼絞線時，所受的阻力就非常大，必須從另外一端采用輔助牽引的方法。為避免不利情況的出現，在鋼絞線下料的時候，把鋼絞線切割成2 種長度，分別為[4-6]1#鋼絞線長328.5 m共40根；2#鋼絞線長329 m共48 根。以12孔鋼絞線為例，穿入步驟主要分為4 步，見圖2～圖5。

圖2 第1步（完成后管道內共有6 根鋼絞線）

圖3 第2 步（完成后管道內共有8 根鋼絞線）

圖4 第3步（完成后管道內共有10 根鋼絞線）

圖5 第4步（完成后管道內共有12 根鋼絞線）

3.3 排氣管安裝

排氣管必須安裝在管道的最上面，由于一個鉛垂面上最多有3 個預應力孔道，在安裝的時候必須避開上面的管道，所以在安裝下面管道的時候應該把排氣管在合理的位置事先彎曲。具體的安裝方法如圖6所示。

排氣管每隔30 m留1 個，排氣孔安裝既要滿足排氣的要求，而且要滿足作為分段灌漿時進漿孔的要求。排氣管的布置如圖7所示。

圖6 排氣孔安裝

圖7 排氣孔布置

灌漿的時候先把灌漿機放到A1灌漿孔附近，從A1灌漿孔往孔道內注漿，當A2排氣孔冒出濃漿時，關閉A2排氣孔閥門。依此順序到B1排氣孔冒出濃漿后關閉閥門、停止灌漿。把灌漿機向前移到B1排氣孔附近，以B1排氣孔作為灌漿孔繼續往孔道內注漿，直到C1排氣孔冒出濃漿后停止灌漿。把灌漿機向前移到C1排氣孔附近，依照B1→C1的方法繼續灌漿。直到F3出漿孔冒出濃漿，整條孔道灌漿結束。特別注意的是整條孔道灌漿必須一次性完成，盡量縮短前后灌漿的間隔時間。

3.4 預應力張拉

預應力束的張拉控制，以控制張拉力為主，同時用張拉伸長值作為校核依據。本工程張拉控制應力取為0.5 倍鋼絞線的強度標準值，即930 MPa。實際每根鋼絞線建立的張拉力為130.2 kN，10 束的張拉力為1 302.0 kN，12 束的張拉力為1 562.4 kN。

（a）兩端同時開始張拉；

（b）第一級：0→初應力（10%控制應力、讀數量測伸長值）→第一級控制應力（大約伸長150 mm）→錨固→回程；

（c）第二級：0→第一級控制應力→20%控制應力（讀數量測伸長值）→第二級控制應力（大約伸長150 mm）→錨固→回程

（d）第三、四、五級張拉重復第二級的張拉工程；

（e）第六級：0→第六級控制應力→100%控制應力（讀數量測伸長值）→錨固→回程。

4 結語

本工程結構超長，預留的預應力管道的長度約327 m，預應力筋下料長度達330 m，通過采取技術措施控制預應力筋的矢高，并通過來回穿索方式完成12 根預應力索的就位。在預應力張拉和灌漿施工中嚴格按照操作程序和計算設定的目標進行操作，實現了設計預先設定的技術參數目標，有效解決了結構在正常使用狀態下箱梁的抗裂和拱支座產生位移的難題，為鋼桁架拱形結構拉梁預應力施工積累了寶貴經驗。